着陆空中距离的测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种着陆空中距离的测量方法和系统，提高了着陆空中距离的计算精度，提升了飞行员操纵品质监控和民航安全风险评估的效果。其技术方案为：对不同机型每架飞机每个航班中与着陆空中距离测量相关的参数进行解析译码、大数据写入以及与航班运行系统中的航班信息匹配关联，并建立飞行数据、航班信息的关系匹配表；制作机场跑道、下滑台数据的静态数据表，保存在大数据环境中，以降落机场、降落跑道为数据主键，对机场跑道、下滑台数据的静态数据表与关系匹配表进行匹配关联，构建包含下滑台数据的航班信息动态表；对参数进行归一化处理；基于不同机场、不同跑道中的下滑台离跑道入口的距离、下滑角，测量出跑道入口到接地点的水平距离。接地点的水平距离。接地点的水平距离。

【技术实现步骤摘要】
着陆空中距离的测量方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种民航安全风险评估技术，具体涉及一种适用于民用飞机精密进近着陆过程中的着陆空中距离的测量方法和系统。

技术介绍

[0002]飞机在起飞或着陆过程中冲出或偏出机场跑道的事件称之为冲偏出跑道事件，也称为跑道偏离。2015
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2019年间，冲偏出跑道事故数量占事故总数的25％，共导致55人死亡，冲偏出跑道致命事故数量占致命事故总量的11％，冲偏出跑道是导致致命事故的第二大原因。
[0003]2019年，冲偏出跑道事故数量为17起，占事故总数的32％，其中，2起为致命事故，死亡人数3人。冲偏出跑道是一类高发的不安全事件，往往会造成人员伤亡和机体损伤等重大损失，对世界民航安全构成了严重的威胁。在2012—2016年的五年间，83％的冲偏出跑道发生在着陆阶段。冲偏出跑道可分为冲出跑道和偏出跑道，偏出跑道指飞机偏出跑道一侧；冲出跑道指飞机冲出跑道末端。民航业界，冲偏出跑道事件是合并在一起统计的，业界需要为评估飞机冲出跑道风险提供一个指标。
[0004]根据仪表进近程序最后航段所使用的导航设备，仪表进近程序分为非精密进近程序和精密进近程序。使用的导航设备在最后航段只提供方位信息、不提供下滑道信息为非精密进近程序；使用的导航设备在最后航段既能提供方位信息又能提供下滑道信息为精密进近程序。2020年，某公司320系列飞机采用精密进近方式着陆的航班占该系列飞机航班总量的97％，而330等重型飞机的这一比例还要更高。
[0005]飞机着陆阶段是指从飞机在离机场平面50英尺的垂直高度开始，到飞机在跑道上完全停止的运行阶段。着陆阶段由着陆空中段和地面减速滑跑段组成。其中，着陆空中段又可分为下滑段、拉平段、平飘段、接地。飞机从高于着陆表面15米(50英尺)的那点到飞机着陆并完全停止所需的水平距离，称为着陆距离。而50英尺至接地的距离也就是着陆空中距离，是指飞机从高于着陆表面15米(50英尺)的一点到飞机着陆，即任一主轮接地并不再离地所需的水平距离。美国联邦航空局在修订的关于减小冲出跑道风险的咨询通告中指出：接地点远会增加冲出跑道的风险。
[0006]航空公司评估冲出跑道风险，关键点是飞机着陆过程中使用了多长的跑道，或是多长的跑道被飞机接地所消耗。目前，一般采用高于着陆表面50英尺的一点作为起始位置，对着陆距离、着陆空中距离进行计算。而在实际飞行中，飞机着陆阶段飞越跑道入口瞬时的高度不一定是标准高度50英尺，即飞机高于着陆表面50英尺处的垂直投影不一定与跑道入口重合。飞机飞越跑道入口瞬时高度与标准高度50英尺的差异或者说飞机位于50英尺高度的时刻与飞越跑道入口时刻的差异，直接影响着陆距离和着陆空中距离的计算精度。
[0007]鉴于此，航空公司需要一种基于空地信息交互的新计算方法，来提高着陆距离和着陆空中距离的计算精度，为冲出跑道风险评估提供更准确可靠的指标，更好地参与构建飞行大数据平台指标体系，提升航空公司飞行员操纵品质，保障飞行安全。

技术实现思路

[0008]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0009]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种着陆空中距离的测量方法和系统，提高了着陆空中距离的计算精度，提升了飞行员操纵品质监控和民航安全风险评估的效果。
[0010]本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种着陆空中距离的测量方法，方法包括：
[0011]步骤1：对不同机型每架飞机每个航班中与着陆空中距离测量相关的参数进行解析译码、大数据写入以及与航班运行系统中的航班信息匹配关联，并建立飞行数据、航班信息的关系匹配表；
[0012]步骤2：制作机场跑道、下滑台数据的静态数据表，保存在大数据环境中，其中，以降落机场、降落跑道为数据主键，对机场跑道、下滑台数据的静态数据表与步骤1中的关系匹配表进行匹配关联，构建包含下滑台数据的航班信息动态表；
[0013]步骤3：对不同机型飞机的与着陆空中距离测量相关的参数进行归一化处理；
[0014]步骤4：基于经归一化处理后的不同机场、不同跑道中的下滑台离跑道入口的距离、下滑角，测量出跑道入口到接地点的水平距离。
[0015]根据本专利技术的着陆空中距离的测量方法的一实施例，步骤1和3中的与着陆空中距离测量相关的参数包括：不同机型每架飞机每个航班的无线电高度、下滑角偏移、地速、主起落架收放指示。
[0016]根据本专利技术的着陆空中距离的测量方法的一实施例，步骤4进一步包括：
[0017]步骤4
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1：基于不同机场、不同跑道中的下滑台离跑道入口的距离、下滑角，据动态几何关系的原理，确定飞机飞越跑道入口时刻，定义为时间点t1；
[0018]步骤4
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2：将任一主轮接地并不再离地的时刻定义为时间点t2；
[0019]步骤4
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3：时间点t1起始到t2截止，地速对时间求积分，计算出跑道入口到接地点距离的测量值。
[0020]根据本专利技术的着陆空中距离的测量方法的一实施例，在步骤4
‑
1中，动态几何关系如下：
[0021][0022]上式中，d为飞机到GP台的水平距离，h为飞机无线电高度，θ0为下滑角，dθ为下滑角偏移；
[0023][0024]上式中，D为GP台离跑道入口距离，H为飞机位于跑道入口上空时的无线电高度，θ0为下滑角，dθ0为飞机位于跑道入口上空时的下滑角偏移。飞机无线电高度、下滑角偏移为时间变量，分别表示为h(t)、dθ(t)，当h(t)/tan(θ0+dθ(t))首次小于等于D时，对应的时刻t
标记为时间点t1。
[0025]根据本专利技术的着陆空中距离的测量方法的一实施例，在步骤4
‑
3中，地速对时间求积分的公式为：
[0026][0027]其中，D_td为跑道入口与接地点的水平距离，GSC为飞机地速。
[0028]本专利技术还揭示了一种着陆空中距离的测量系统，系统包括：
[0029]关系匹配表构建模块，用于对不同机型每架飞机每个航班中与着陆空中距离测量相关的参数进行解析译码、大数据写入以及与航班运行系统中的航班信息匹配关联，并建立飞行数据、航班信息的关系匹配表；
[0030]航班信息动态表构建模块，用于制作机场跑道、下滑台数据的静态数据表，保存在大数据环境中，其中，以降落机场、降落跑道为数据主键，对机场跑道、下滑台数据的静态数据表与关系匹配表进行匹配关联，构建包含下滑台数据的航班信息动态表；
[0031]参数归一化模块，用于对不同机型飞机的与着陆空中距离测量相关的参数进行归一化处理；
[0032]距离测算模块，用于基于经归一化处理后的不同机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种着陆空中距离的测量方法，其特征在于，方法包括：步骤1：对不同机型每架飞机每个航班中与着陆空中距离测量相关的参数进行解析译码、大数据写入以及与航班运行系统中的航班信息匹配关联，并建立飞行数据、航班信息的关系匹配表；步骤2：制作机场跑道、下滑台数据的静态数据表，保存在大数据环境中，其中，以降落机场、降落跑道为数据主键，对机场跑道、下滑台数据的静态数据表与步骤1中的关系匹配表进行匹配关联，构建包含下滑台数据的航班信息动态表；步骤3：对不同机型飞机的与着陆空中距离测量相关的参数进行归一化处理；步骤4：基于经归一化处理后的不同机场、不同跑道的下滑台离跑道入口的距离、下滑角，测量出跑道入口到接地点的水平距离。2.根据权利要求1所述的着陆空中距离的测量方法，其特征在于，步骤1和3中的与着陆空中距离测量相关的参数包括：不同机型每架飞机每个航班的无线电高度、下滑角偏移、地速、主起落架收放指示。3.根据权利要求1所述的着陆空中距离的测量方法，其特征在于，步骤4进一步包括：步骤4
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1：基于不同机场、不同跑道中的下滑台离跑道入口的距离、下滑角，据动态几何关系的原理，确定飞机飞越跑道入口时刻，定义为时间点t1；步骤4
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2：将任一主轮接地并不再离地的时刻定义为时间点t2；步骤4
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3：时间点t1起始到t2截止，地速对时间求积分，计算出跑道入口到接地点距离的测量值。4.根据权利要求3所述的着陆空中距离的测量方法，其特征在于，在步骤4
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1中，动态几何关系如下：上式中，d为飞机到GP台的水平距离，h为飞机无线电高度，θ0为下滑角，dθ为下滑角偏移；上式中，D为GP台离跑道入口距离，H为飞机位于跑道入口上空时的无线电高度，θ0为下滑角，dθ0为飞机位于跑道入口上空时的下滑角偏移，飞机无线电高度、下滑角偏移为时间变量，分别表示为h(t)、dθ(t)，当h(t)/tan(θ0+dθ(t))首次小于等于D时，对应的时刻t标记为时间点t1。5.根据权利要求3所述的着陆空中距离的测量方法，其特征在于，在步骤4
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3中，地速对时间求积分的公式为：其中，D_td为跑道入口与接地点的水平距离，GSC...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志民，蔣银，李军，
申请(专利权)人：东航技术应用研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：